DE2103760A1 - Tunnel construction process - Google Patents

Tunnel construction process

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DE19712103760
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die Anmelder M sind
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Heierh, Werner, Dr , Zurich, Am berg, Rudolf, Sargans, St Gallen, (Schweiz)
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Description

Dr..Werner Heierli ZurichDr Werner Heierli Zurich

Ing. Rudolf Amberg . SargansIng.Rudolf Amberg . Sargans

TunnelbauverfahrenTunneling method

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tunnelbauverfahren, bei welchem ein Tunnel in an sich bekannter Weise ausgebrochen und vorgetrieben wird und dieser Tunnel fortlaufend abgestützt und verkleidet wird.The present invention relates to a tunneling method in which a tunnel is excavated in a manner known per se and is driven and this tunnel is continuously supported and clad.

Bei den heute üblichen Tunnelbauverfahren muss direkt nach dem Ausbruch die Tunnelwand, sei es nun Fels oder Lockergestein, provisorisch gestützt werden, was z.B. durch armierte Anker, Spitzbeton und dergleichen erfolgen kann. Dann erfolgt die Entwässerung und schliesslich werden tragfähige Innenelemente, z.B. sog. Tübbings, eingebaut. In den Spalt zwischen Tunnelwand und Aussenseite der Innenelemente wird dann Beton eingefüllt, wobei selbstverständlich für eine drucklose Ableitung des Wassers gesorgt werden muss.With the tunneling methods commonly used today, the tunnel wall, be it rock or loose rock, must be provisionally supported, which can be done e.g. with reinforced anchors, pointed concrete and the like. Then the Drainage and finally load-bearing interior elements, e.g. so-called tubbings, are installed. In the gap between the tunnel wall and outside of the interior elements, concrete is then poured in, of course for a pressureless drainage of the water needs to be taken care of.

Dieses Vorgehen ist sehr zeitraubend und daher natürlich auch entsprechend kostspielig.This procedure is very time-consuming and therefore, of course, correspondingly expensive.

Das erfindungsgemässe Verfahren soll nun eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung des Tunnelbaus bringen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mit fortschreitendem Ausbruch tragfähige Innenelemente in den Tunnel eingebaut werden, das3 zwischen Tunnelwand und der dieser zugekehrten Oberfläche der Innenelemente aufweitbare Körper angeordnet und diese zwecks Bildung einer druckübertragenden Stützung zur Anlage an die Tun-WR/cfa The method according to the invention should now bring about a significant simplification and cheaper construction of the tunnel. The method is characterized in that are installed with advancing outbreak viable inner elements in the tunnel, arranged DAS3 expandable between the tunnel wall and the facing surface of the inner elements of the body and this for the purpose of forming a pressure-transmitting support for abutment against the tunnel WR / cfa

21.1.71 1 naac 1 /ncroJi - 23 613 a21.1.71 1 naac 1 / ncroJi - 23 613 a

nelwand und die Innenelemente gebracht werden.nelwand and the interior elements are brought.

Besonders vorteilhafterweise werden aufweitbare Hüllen aus flexiblem Material zwischen Tunnelwand und Innenelemente angeordnet und zwecks Bildung einer vorübergehenden Stützung aufgeblasen, und schliesslich die genannten Hüllen mit einer erhärtbaren Masse gefüllt. ' Expandable shells made of flexible material are particularly advantageously arranged between the tunnel wall and the inner elements and are inflated for the purpose of forming a temporary support, and finally the named shells are filled with a hardenable mass. '

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann sofort nach dem Ausbruch der Tunnel abgestützt werden, und zwar durch den Einbau von tragfähigen Innenelementen, z.B. von Tübbings, wobei durch Aufweiten von Zwischenkörpern eine druckübertragende Stützung zwischen Tunnelwand und Innenelementen erzielt wird. Die Stützung kann vorerst provisorisch erfolgen, z.B. durch Aufblasen von Hüllen. Die definitive Stützung kann dann durch Auffüllen der Hüllen mit Feinbeton erreicht werden. Solche Zwischenkörper, insbesondere aufweitbare Hüllen aus flexiblem Material, passen sich ausgezeichnet eventuellen Unebenheiten der Tunnelwand an. Zwischen nebeneinanderliegenden, aufgeweiteten Zwischenkörpern verbleiben von selbst Kanäle oder Rinnen, welche eine drucklose Ableitung von Wasser in die Kanalisation gestatten. With the inventive method can immediately after the excavation of the tunnel through the installation of load-bearing internal elements, e.g. tubbings, whereby By expanding intermediate bodies, a pressure-transmitting support between the tunnel wall and the inner elements is achieved. The support can be provisional for the time being, e.g. by inflating envelopes. The definitive support can then come through Filling of the envelopes with fine concrete can be achieved. Such intermediate bodies, in particular expandable sleeves made of flexible material, adapt perfectly to any unevenness in the tunnel wall. Between adjacent, widened Intermediate bodies naturally remain channels or gutters which allow water to be discharged into the sewer system without pressure.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen noch etwas näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to some embodiments shown in the drawing. In the drawing shows:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen nach dem erfindungsgemässen Verfahren gebauten Tunnel,1 shows a cross section through a tunnel built according to the method according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 durch eine fertig verkleidete, Tunnelwand,Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1 through a ready-clad tunnel wall,

Fig. 3 eine Variante eines Horizontalschnittes durch eine Tunnelwand, und3 shows a variant of a horizontal section through a tunnel wall, and

Fig. 4 einen Tunnel im Querschnitt, in welchem das Einfüllen der erhärtbaren Füllmasse in die mit Luft aufgeweiteten Hüllen veranschaulicht wird.4 shows a tunnel in cross section, in which the filling the hardenable filling compound in the shells expanded with air is illustrated.

- 2 109851/0921 - 2 109851/0921

*'ig. 1 der Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch einen Tunnel, bei welchem der aus dem Fels oder Gestein ausgebrochene Stollen oder Tunnel 1 durch tragfähige Innenelemente 2 ausgekleidet und unter Zwischenlage von aufgeweiteten Füllkörpern sicher abgestützt ist.* 'ig. 1 of the drawing shows a cross section through a Tunnel in which the tunnel or tunnel 1 that has been excavated from the rock is lined by load-bearing interior elements 2 and is securely supported with the interposition of expanded fillers.

Der Tunnel wurde so gebaut, dass zuerst der eigentliche Tunnel 1 ausgebrochen, dabei mit fortschreitendem Ausbruch die tragfähigen Innenelemente 2 eingebaut und zwischen der Wand des Tunnels 1 und den Aussenflächen der Elemente 2 aufweitbare Hüllen 3 aus flexiblem Material angeordnet wurden. Die Hüllen 3 sind vor der Montage der im vorliegenden Fall vorgefertigten Elemente 2 an deren Aussenseite festgemacht worden.Die Hüllen 3 wurden dann mit Druckluft aufgeblasen (z.B.4 at), um auf diese Weise eine provisorische Stützung des Tunnels auf den tragfrhigen Elementen 2 zu gew£hrleisten.Dank der Flexibilität der Hüllen 3 können sich diese an die bestehenden Unregelmässigkeiten der Tunnelwand anpassen, bzw. im aufgeblasenen Zustand anschmiegen.The tunnel was built in such a way that the actual tunnel 1 was first excavated, with the progressive excavation being the load-bearing inner elements 2 installed and between the wall of the tunnel 1 and the outer surfaces of the elements 2 expandable sleeves 3 made of flexible material were arranged. The cases 3 are attached to the outside of the prefabricated elements 2 in the present case 3 were then inflated with compressed air (e.g. 4 at) in order to provide temporary support for the tunnel on the to ensure load-bearing elements 2 thanks to the flexibility the sheaths 3 can adhere to the existing irregularities Adapt to the tunnel wall or, when inflated, snuggle up to it.

Fig. 2 und 3 der Zeichnung zeigen Horizontalabschnitte durch derart verkleidete und abgestützte Tunnelwände 1. An jedem Innenelement 2 kann eine oder auch mehrere Hüllen 3 angeordnet sein. Je nach Material dieser Hüllen 3 können diese mit einer geeigneten Schutzschicht oder Schutzfolie bedeckt sein.2 and 3 of the drawing show horizontal sections through tunnel walls 1 Each inner element 2 can have one or more sheaths 3 arranged. Depending on the material of these covers 3, these can be covered with a suitable protective layer or protective film.

Fig. 4 zeigt, wie die vorerst mit Luft gefüllten Hüllen 3 über einen geeigneten Anschluss 4 schliesslich mit einer erhärtenden Masse, z.B. mit Feinbeton, gefüllt werden,wobei dieses Füllen zweckmässig von unten nach oben erfolgt, um eine vollständige Füllung zu gewährleisten.Das erhärtbare Füllgut wird aus einem Behälter 5 in die Hüllen 3 gepumpt, wobei der Anschluss oder Füllstutzen 4, z.B. durch eine Bohrung des Elementes ins Innere der Tunnelröhre ragt.Am oberen Ende der Hülle 3 befindet sich ein zweckmässig einstellbares Ventil 6, durch welches die zuerst eingefüllte Luft bei zunehmenderFig. 4 shows how the initially filled with air sleeves 3 via a suitable connection 4 finally with a hardening mass, e.g. with fine concrete, where this filling is expediently done from bottom to top in order to achieve a to ensure complete filling. The hardenable filling material is pumped from a container 5 into the casings 3, the connection or filler neck 4, e.g. through a bore of the Element protrudes into the interior of the tunnel tube. At the upper end of the shell 3 there is an expediently adjustable valve 6, by which the air filled in first with increasing

- 3 109851/0921 - 3 109851/0921

Füllung entweichen kann, z.B. unter Aufrechterhaltung eines einstellbaren Druckes. Das Ventil 6 kann auch gleichzeitig als Kontrolle für die Füllung der Hülle 3 dienen (Ueberlauf).Filling can escape, e.g. while maintaining an adjustable pressure. The valve 6 can also be used at the same time Serve control for the filling of the shell 3 (overflow).

Selbstverständlich können auch mehrere Hüllen miteinander in Verbindung stehen,so dass sie durch einen einzigen Einlass mit Luft oder erhsrtbarem Füllgut gefüllt werden können.Of course, several covers can also be connected to one another, so that they can be connected to one another by a single one Inlet can be filled with air or hardenable filling material.

ist auch möglich, die Hüllen in Tunnellängsrichtung (statt in Tunnelhöhe) verlaufen zu lassen.Grundsätzlich ist es auch denkbar, an Stelle von aufblasbaren Hüllen oder Schläuchen auch, andere, z.B. auf chemischem Wege aufweitbare und verfestigbare Füllkörper zu verwenden.It is also possible to run the envelopes in the longitudinal direction of the tunnel (instead of at tunnel height) It is also conceivable, instead of inflatable envelopes or tubes, also other, e.g. chemically expandable and to use solidifiable packing.

Der Vorteil des oben beschriebenen Verfahrens liegt darin, nach dem Einbau der in jedem Fall geforderten Innenabstützung bzw.Innenverkleidung sehr rasch eine provisorische Stützung und Dichtung des Tunnels zu erhalten (Aufweiten der Füllkörper), die bei Verwendung von aufweitbaren Hüllen auf einfache Weise, d,h. durch Einfüllen einer erhärtbaren Masse, in eine definitive Stützung und Dichtung ausgebaut werden kann.The advantage of the method described above is that after the installation of the internal support that is required in each case or interior cladding to obtain a temporary support and seal for the tunnel very quickly (widening the Packing), which when using expandable shells in a simple manner, d, h. by filling in a hardenable mass, can be expanded into a definitive support and seal.

Verwendung von aufweitbaren Hüllen entstehen dabei auch die zur drucklosen Wasserabfuhr erforderlichen Kanele, so dass in dieser Hinsicht keine weiteren , besonderen Massnahmen zu treffen sind.The use of expandable covers also creates the ducts required for pressureless water drainage, so that no further special measures need to be taken in this regard.

Die Form der Hüllen, sowie deren Abstand untereinander kann den Anforderungen entsprechend gewählt werden.The shape of the covers, as well as their distance from one another, can be selected according to the requirements.

- 4 109851/0921 - 4 109851/0921

Claims (8)

Patentansprüche :Patent claims: Tunnelbauverfahren, bei welchem ein Tunnel ausgebrochen uncTaieser abgestützt und verkleidet wird,dadurch gekennzeichnet, dass mit fortschreitendem Ausbruch tragfähige Innenelemente in den Tunnel eingebaut werden, dass zwischen Tunnelwand und der dieser zugekehrten Oberfläche der Innenelemente aufweitbare Körper angeordnet und diese zwecks Bildung einer druckübertragenden Stützung zur Anlage an die xunnelwand und die Innenelemente gebracht werden.Tunnel construction method in which a tunnel is excavated and supported and clad, characterized in that load-bearing interior elements are installed in the tunnel as the excavation progresses, that expandable bodies are arranged between the tunnel wall and the surface of the interior elements facing it and these are arranged to form a pressure-transmitting support for the system be brought to the x unnelwand and interior elements. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. The method according to claim 1, characterized in that dass aufweitbare Hüllen aus flexiblem Material zwischen Tunnelwand und Innenelemente angeordnet und zwecks Bildung einer vorübergehenden Stützung aufgeblasen werden, und dass schliesslich die genannten Hüllen mit einer erhärtbaren Masse gefüllt werden.that expandable covers made of flexible material between the tunnel wall and interior elements are arranged and inflated to provide temporary support, and that finally said shells are filled with a hardenable mass. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Hüllen auf der Rückseite der Innenelemente vor deren Montage festgemacht werden.3. The method according to claim 2, characterized in that said covers on the back of the inner elements in front whose assembly are fixed. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Hüllen vor dem Einfüllen der Füllmasse wenigstens teilweise evakuiert werden.4. The method according to claim 2, characterized in that the said casings before the filling of the filling compound at least partially evacuated. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllen vorerst mit Luft aufgeblasen werden, und bis zur Erhärtung der Füllmasse ein vorbestirarater Druck in den Hüllen beibehalten wird.5. The method according to claim 2, characterized in that the covers are initially inflated with air, and up to Hardening of the filling compound a pre-determined pressure is maintained in the casings. - 5 - : ' 109851/0921- 5 - : ' 109851/0921 2T037602T03760 6. Verfahren nach Anspruch 2; dadurch gekennzeichnet, dass als Füllmasse Feinbeton, Zementmörtel oder dergleichen verwendet wird.6. The method of claim 2; characterized in that fine concrete, cement mortar or the like is used as the filling compound. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine solche Anzahl aufweitbare Körper zwischen Tunnelwand und Innenelemente angeordnet wird, dass im aufgeweiteten Zustand der Körper gleichzeitig mit der Stützung eine Abdeckung zwischen 'i'unnelwand und Innenelementen erhalten wird.7. The method according to claim 1, characterized in that such a number of expandable body between the tunnel wall and Inner elements is arranged that in the expanded state of the body at the same time with the support a cover between The tunnel wall and interior elements are preserved. 8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllen von unten nach oben mit erhärtbarer Masse gefüllt werden.8. The method according to claim 2, characterized in that the casings are filled with hardenable mass from bottom to top will. - 6 109851 /0921- 6 109851/0921
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